国芯思辰| 国产24位32kSPS模拟前端芯片软硬件100%替换ADS1291在智能手环中的应用

摘要：目前，市场上的智能手环类产品，已经从基础的计步功能向健康监测升级，功能包括实时的采集心率、血氧饱和度、心电图（ECG）等生物电信号，可以为智能手环用户提供心血管健康评估、睡眠质量分析等服务，通常生物信号的小频率集中在0.05Hz~100Hz，且采集过程中易受人

目前，市场上的智能手环类产品，已经从基础的计步功能向健康监测升级，功能包括实时的采集心率、血氧饱和度、心电图（ECG）等生物电信号，可以为智能手环用户提供心血管健康评估、睡眠质量分析等服务，通常生物信号的小频率集中在0.05Hz~100Hz，且采集过程中易受人体运动、电磁辐射、皮肤接触噪声影响，本文推荐一颗国产模拟前端芯片替换ADS1291在智能手环中应用。

该国产模拟前端专为生物电位测量设计，软硬件100%替换ADS1291，支持24位的高分辨率，能够对微弱的的生物信号进行精细量化，同时采用先进的低噪声设计，内部集成的可编程增益放大器（PGA）和数字滤波器，能有效抑制噪声干扰。

针对智能手环便携式电池产品，该模拟前端芯片提供了ULP模式，极大地提升了续航，它的数据缓存功能，可减少MCU的中断次数，有助于节省系统功耗。所以选用该芯片可大幅降低应用产品的尺寸、功耗及成本。且具备基于激励电流阱/电流源的导联检测功能，电流范围为6nA~399nA，可根据产品需求进行选择调整。

此外，该模拟前端芯片的输出数据速率高达32kSPS，因此可实现数字起搏检测。在工作时具有非常低的输入参考噪声，在GAIN=12时，输入参考噪声可低至0.20µVrms(1.24µVpp)。共模抑制比(CMRR) 在单位增益模式下不低于120dB。另外，芯片在输出速率为32kSPS时，仍具有87dB的SNR，具有非常优异的性能。

该芯片主要特征如下：

• 数据速率：31.25SPS至32kSPS

• 可编程增益：1、2、3、4、6、8或12

• 超低输入参考噪声：4.07μVpp(0.64μVrms) (BW =150Hz,G = 6)

• CMRR：120dB

• 灵活的功耗模式：高速模式(HS)、低功耗模式(LP)、超低功耗模式(ULP)

• 低功耗模式，功耗仅410µW(AVDD=3V,DVDD=1.8V,ODR= 500SPS,G=6)

• 内置低温漂基准；内置时钟，可对外输出，且频率可调

• 内置右腿驱动放大器、导联脱落检测、温度传感器、测试信号

• 可支持数字起搏检测

• 数据缓存深度可调(1/2/4/8/16/32)

• Offset/Gain error 校准功能